本发明专利技术涉及一种大功率半导体激光器恒流互补电流驱动控制电路,可以用于大功率半导体激光器的驱动控制,属于电子及光电子行业领域。本发明专利技术包括激光电流控制电路、激光电流反馈电路、激光电流采样、激光电流MOSFET、半导体激光器、外部调制信号电路、补偿电流控制电路、补偿电流反馈电路、补偿电流采样、补偿电流MOSFET、补偿回路负载等功能电路。本发明专利技术的优点在于:大幅增强了大功率、大电流半导体激光驱动器的输出电流的稳定性，实现在有外部高频调制信号下，半导体激光驱动器的总输出电流处于恒流状态,降低了电源总电流的波动,从而提升整个激光器驱动器的稳定性及可靠性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种大功率半导体激光器恒流互补控制电路，特别是一种具有外部高频调制信号控制的大功率半导体激光器恒流互补控制电路，涉及到电子及光电子等领域。
技术介绍
半导体激光器的应用范围覆盖了整个光电子学领域，已成为当今光电子科学的核心技术。由于半导体激光器的体积小、结构简单、转换效率高、寿命长、易于调制以及价格较低廉等优点，使得它目前在光电子领域中应用非常广泛，包括工业、军事、医疗、通信等众多领域。目前大功率半导体激光器以及大功率半导体激光器泵浦固体激光器在材料加工、激光打标、激光打印、激光扫描、激光测距、激光存储、激光显示，照明、激光医疗等民用领域，以及激光打靶、激光制导、激光夜视、激光武器等多方面均得到广泛应用。大功率半导体激光器是一种高功率密度光电转换效率的半导体器件，但器件本身对于电压电流浪涌冲击的能力很差，微小的电压及电流变化都会导致激光器功功率输出的极大变化，这种变化直接危机器件的稳定性及其使用寿命，因此在实际应用中对半导体激光器的驱动电源的电压电流纹波有极高的要求。稳定性、可靠性、安全性是大功率半导体激光器驱动控制技术的关键。稳定性决定了激光器输出功率的稳定和光谱的纯度；可靠性决定了激光器长期有效运行；安全性决定激光器在各种意外情况下不被破坏。而现有的大功率半导体激光器驱动器虽然都能实现电流在几十安培的恒流控制，但是很难完全满足更大电流的恒流控制，特别是存在高频调制的情况下
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种具有外部高频调制的大功率半导体激光器恒流互补控制电路，采用两路电流闭环控制电路方式输出稳定电流，确保激光器长期的安全、稳定、可靠的运行；具有驱动半导体激光器阵列的能力，驱动电流可高达上百安培以上，并且具有很高的可靠性与安全性；可以精确的设定半导体激光器的工作电流及过流保护阈值，对半导体激光器提供进一步的保护；采用MOSFET多管并联的铝基板布线方式，提高了功率体的散热面积与散热效率，提升了半导体激光器驱动器的稳定性；采用MOSFET多管并联的均流技术，增强多管并联的电流均衡性。本专利技术实现以上目的所采取的技术方案是: 一种大功率半导体激光器恒流互补控制电路包括:激光电流控制电路(11)、激光电流反馈电路(13 )、半导体激光器(14)、激光电流控制MOSFET (15)、激光电流采样电阻(16 )、补偿电流采样电阻(17)、补偿电流控制MOSFET (18)、补偿回路负载(19)、补偿电流控制电路(21)、及补偿电流反馈电路(23);所述半导体激光器(14)分别与电源和激光电流控制MOSFET (15)的漏极连接，激光电流控制MOSFET (15)的源极串接激光电流采样电阻(16)连接到地端。所述补偿回路负载(19)分别接在电源和补偿电流控制MOSFET (18)的漏极之间，补偿电流控制MOSFET (18)的源极经补偿电流采样电阻(17)连接到地端；补偿电流采样电阻(17)两端的差分信号通过补偿电流反馈电路(23)放大并反馈到补偿电流控制电路(21)，与外部调制信号(20)通过差分放大进行比较，产生的误差信号送到补偿电流控制MOSFET (28)的栅极对补偿电流进行调节，实现补偿电流的控制。所述补偿电流采样电阻(17)的差分信号被送到激光电流反馈电路(13)，与激光电流采样电阻(6)所采集的激光电流信号相加，再反馈到激光电流控制电路(11)，与激光电流预置信号(10)通过差分放大进行比较，产生的误差信号用来控制激光电流控制MOSFET (15)的栅极以调节激光电流，实现外部高频调制信号控制模式下的恒流驱动。所述的激光电流控制MOSFET (15)与补偿电流控制MOSFET (18)采用大功率金属膜氧化物场效应晶体管； 所述的激光电流控制MOSFET (15)与补偿电流控制MOSFET (18)采用多管并联模式； 所述的补偿回路负载可以是功率电阻，阻值为0-10 Ω，或是电子制冷片； 所述电流采样电阻R15与R35为Ιι Ω 50mΩ ； M0SFET栅极延时补偿电阻R11、R16、R32、R36等电阻为10 Ω 20 Ω ;R6与Cl、C7与R25构成MOSFET栅极控制信号滤波电路，R6、R25的阻值为4.7ΚΩ 12ΚΩ ;C1、C7的容值为 IOnF 330nF ； 补偿电流采样电阻(17)的采样信号同时反馈到补偿电流反馈电路(23)激光电流反馈电路(13)中； 激光电流反馈电路(13)与补偿电流反馈电路(23)中的反馈电路为差分放大电路； 激光电流回路与补偿电流回路形成电流互补并联模式。激光电流MOSFET (15)与补偿电流MOSFET (18)中的MOSFET为铝基板布线方式。本专利技术的优点在于: 采用两路电流闭环互补控制电路方式，实现当激光器的输出光功率与外部高频控制信号同步时，电源负载保持恒流模式； 采用MOSFET多管并联的铝基板布线方式，极大的增强了驱动器的输出电流及MOSFET的散热效率，具有很高的可靠性与安全性； 采用MOSFET多管并联的均流技术，每组的MOSFET都要经过MOSFET分选仪进行分选，参数相近的放到同一阵列进行驱动，并且每一个MOSFET的栅极前串联一 10Ω 20Ω的控制信号延时补偿电阻，可以有效的控制MOSFET阵列的同时开关，进一步增强多管并联的电流均衡性； 电流反馈控制电路采用差分放大电路，增强了电流采样的共模信号抑制比，极大的提高了电流采样的精度，进一步提高了驱动器输出电流的稳定性； 具有大功率半导体激光器阵列的驱动能力，驱动电流可达上百安培以上，并且具有很高的可靠性与安全性； 可以精确的设定半导体激光器的工作电流以及过流保护电流，对半导体激光器进一步的保护。附图说明 图1为本专利技术大功率半导体激光器恒流互补控制电路的原理框 图2为本专利技术激光电 流反馈电路原理图。图3为本专利技术补偿电流反馈电路原理4为本专利技术激光电流反馈基准电压电路原理图 图5为本专利技术激光电流保护电路及控制信号D/A转换原理 图6为本专利技术补偿电流保护电路及控制信号D/A转换原理 图7为本专利技术外部调制信号控制电路原理 图8为本专利技术激光电流控制电路原理 图9为本专利技术补偿电流控制电路原理 图10为本专利技术激光电流回路原理 图11为本专利技术采用功率电阻作为补偿回路负载的补偿电流回路。图12为本专利技术采用TEC作为补偿回路负载的补偿电流回路。具体实施例方式下面结合说明书附图对本专利技术电路结构做进一步说明。实施例1: 如图1所示，本专利技术大功·率半导体激光器恒流互补控制电路包括: 激光电流控制电路(11 )、激光电流反馈电路(13)、半导体激光器(14)、激光电流控制M0SFET( 15)、激光电流采样(16)、补偿电流采样(17)、补偿电流控制MOSFET(18)、补偿回路负载(19)、补偿电流控制电路(21)、及补偿电流反馈电路(23);所述半导体激光器(14)分别与电源和激光电流控制MOSFET (15)的漏极连接，激光电流控制MOSFET (15)的源极串接激光电流采样电阻(16)到地端；所述补偿回路负载(19)分别接在电源和补偿电流控制MOSFET (18)的漏极之间，补偿电流控制MOSFET (18)的源极经补偿电本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种大功率半导体激光器恒流互补控制电路包括：并联连接在电源和地端之间的激光电流回路和补偿电流回路，所述激光电流回路包括串联连接的半导体激光器（14）、激光电流MOSFET（15）、及激光电流采样电阻（16），所述补偿电流回路包括串联连接的补偿回路负载（19）、补偿电流控制MOSFET（18）、及补偿电流采样电阻（17）；其特征为，所述补偿电流采样电阻（17）的采样信号连接到补偿电流控制电路（21），与外部调制信号（20）经差分放大器比较产生补偿电路控制信号，用来调节补偿电流控制MOSFET（18），形成一个闭环恒流控制电路；所述补偿电流反馈电路（23）将所述补偿电流采样电阻（17）的采样信号反馈到所述激光反馈电路（13），与所述激光电流采样电阻（16）的采样信号求和，再进一步反馈到激光电流控制电路（11），与激光电流预置信号（10）经差分放大得到激光电流控制信号，并用来调节所述激光电流控制MOSFET（15），形成一个闭环恒流控制电路。
【技术特征摘要】
1.一种大功率半导体激光器恒流互补控制电路包括:并联连接在电源和地端之间的激光电流回路和补偿电流回路，所述激光电流回路包括串联连接的半导体激光器(14)、激光电流MOSFET (15)、及激光电流采样电阻(16 )，所述补偿电流回路包括串联连接的补偿回路负载(19)、补偿电流控制MOSFET (18)、及补偿电流采样电阻(17);其特征为，所述补偿电流采样电阻(17)的采样信号连接到补偿电流控制电路(21)，与外部调制信号(20)经差分放大器比较产生补偿电路控制信号，用来调节补偿电流控制MOSFET (18)，形成一个闭环恒流控制电路；所述补偿电流反馈电路(23)将所述补偿电流采样电阻(17)的采样信号反馈到所述激光反馈电路(13)，与所述激光电流采样电阻(16)的采样信号求和，再进一步反馈到激光电流控制电路(11)，与激光电流预置信号(10 )经差分放大得到激光电流控制信号，并用来调节所述激光电流控制MOSFET (15)，形成一个闭环恒流控制电路。2.如权利要求1所述的大功率半导体激光器恒流互补控制电路，其特征在于:补偿电流采样电阻(17)的采样信号同步反馈到补偿电流反馈电路(23)和激光电流反馈电路(13)。3.如权利要求1所述的大功率半导体激光器恒流互补控制电路，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：张未，陈力，王迅，李晓丽，张存林，冯立春，
申请(专利权)人：南京诺威尔光电系统有限公司，北京维泰凯信新技术有限公司，首都师范大学，
类型：发明
国别省市：
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